ELEKTRİKLİ ARAÇ BATARYALARI NEDEN YANIYOR?
Elektrikli otomobillerde kullanılan lityum iyon bataryalar, çok yüksek miktarda enerjiyi oldukça küçük bir hacimde depoluyor. Bu özellik elektrikli araçların yüzlerce kilometre yol katetmesini sağlarken, batarya hücrelerinden birinin ciddi biçimde hasar görmesi durumunda “termal kaçak” (thermal runaway) adı verilen zincirleme bir reaksiyonun ortaya çıkma ihtimalini de beraberinde getiriyor.
Ancak her lityum iyon batarya aynı değil. Günümüz elektrikli otomobillerinde en yaygın iki kimya olan NMC (nikel-manganez-kobalt) ve LFP (lityum-demir-fosfat) bataryaların yangına karşı davranışları arasında önemli farklar bulunuyor. Genel olarak LFP hücreler termal açıdan daha kararlı kabul edilirken, NMC hücreler daha yüksek enerji yoğunluğunun karşılığında termal kaçağa karşı daha hassas bir yapı gösteriyor.
Güncel deneysel araştırmalar da NMC hücrelerin termal kaçağa daha düşük sıcaklıklarda girebildiğini ve olay başladıktan sonra daha yüksek sıcaklıklara ulaşabildiğini gösteriyor.
Bir elektrikli aracın bataryası tek parça bir enerji deposu değil. Paket içerisinde yüzlerce hatta binlerce ayrı hücre bulunabiliyor. Her hücrenin içinde anot, katot, ayırıcı tabaka ve organik esaslı, yanıcı bir elektrolit yer alıyor.
Normal şartlarda anot ile katot arasındaki ince ayırıcı tabaka elektriksel kısa devreyi önlüyor. Fakat hücre;
trafik kazasında ezilir veya delinirse,
Üretim hatası nedeniyle iç kısa devre oluşursa,
Aşırı şarj edilirse,
Uzun süre aşırı sıcaklığa maruz kalırsa,
Ciddi şekilde fiziksel hasar görürse hücrenin içinde kontrolsüz biçimde ısı üretimi başlayabiliyor.
Isı üretimi, hücrenin dışarı atabileceği ısıdan daha hızlı hale geldiğinde termal kaçak başlıyor. NHTSA'nın (ABD Ulusal Karayolu Trafik Güvenliği İdaresi) tanımlamasına göre bu noktada hücredeki ekzotermik reaksiyonlar kendi kendini besleyen bir sürece dönüşüyor. Ortaya çıkan ısı komşu hücreleri de termal kaçağa sürükleyebiliyor; böylece başlangıçta tek hücrede meydana gelen sorun bütün batarya paketine yayılabiliyor.
Bu nedenle elektrikli araç bataryası yangınını klasik anlamda yalnızca “bir şeyin tutuşması” olarak düşünmemek gerekiyor.
Batarya hücresinin içerisindeki kimyasal reaksiyonlar büyük miktarda ısı ve yanıcı gaz oluşturuyor. Bu gazlar dışarı çıktığında alevlenebiliyor ve bazı durumlarda basınçlı jet alevleri meydana gelebiliyor.
KAZADAN SAATLER SONRA BATARYA NEDEN TEKRAR YANABİLİYOR?
Elektrikli araç yangınlarının en dikkat çekici özelliklerinden biri yeniden tutuşma ihtimali bulunmasıdır.
Bir batarya paketinin dışarıdaki alevleri söndürülmüş olsa bile, paketin içerisinde bazı hücreler yüksek sıcaklıkta kalabiliyor. Bir hücrede devam eden termal reaksiyon daha sonra komşu bir hücreyi kritik sıcaklığa çıkarabilir ve yangın yeniden başlayabiliyor.
Bazı testlerde dışarıdaki alevlerin söndürülmesinden sonra batarya paketinin saatler boyunca yüzlerce derece sıcaklıkta kalabildiği gözlenmiş.
Bu nedenle ağır şekilde hasar görmüş elektrikli araçların yangın sonrasında belirli bir süre izole edilerek gözlem altında tutulması gerekebiliyor.